眼科裝置、攝像控制裝置及攝像控制方法
【專利摘要】本發(fā)明提供眼科裝置、攝像控制裝置及攝像控制方法。所述攝像控制裝置通過(guò)使用如下的被檢體圖像來(lái)進(jìn)行聚焦操作，以將攝像光學(xué)系統(tǒng)相對(duì)于被光源照明的被檢體設(shè)置于對(duì)焦?fàn)顟B(tài)，其中，所述被檢體圖像通過(guò)利用圖像傳感器對(duì)所述被檢體進(jìn)行攝像而獲得。所述攝像控制裝置改變攝像設(shè)置，以便與用于該聚焦的聚焦操作的非執(zhí)行期間相比，將所述聚焦操作的執(zhí)行期間的、獲取的被檢體圖像的信號(hào)噪聲比設(shè)置為更高。
【專利說(shuō)明】眼科裝置、攝像控制裝置及攝像控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及眼科裝置、攝像控制裝置及攝像控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]一般而言，當(dāng)使用以無(wú)散瞳眼底照相機(jī)為代表的眼科裝置時(shí)，操作者在查看由圖像傳感器拍攝的眼底觀察圖像的同時(shí)，在向上、向下、向左、向右、向前及向后方向上，進(jìn)行裝置與被檢眼之間的定位和聚焦。近來(lái)，具有自動(dòng)聚焦功能的眼科裝置廣為人知，這種眼科裝置被設(shè)計(jì)用來(lái)通過(guò)使用由圖像傳感器拍攝的眼底觀察圖像，來(lái)自動(dòng)進(jìn)行聚焦。
[0003]眼科裝置的自動(dòng)聚焦方案可以大致分為兩種類型。一種類型是如在日本特開(kāi)平5-95907號(hào)公報(bào)中所公開(kāi)的如下方案，即將分割指標(biāo)投影在被檢眼的瞳孔上，并通過(guò)圖像處理來(lái)檢測(cè)拍攝的指標(biāo)圖像之間的位置關(guān)系，從而進(jìn)行自動(dòng)聚焦。在這種情況下，使用指標(biāo)圖像的自動(dòng)聚焦方案被定義為指標(biāo)圖像自動(dòng)聚焦方案。該指標(biāo)圖像自動(dòng)聚焦方案能夠針對(duì)被檢眼光學(xué)系統(tǒng)的諸如散光等的屈光異常，在指標(biāo)在瞳孔上的分割方向上進(jìn)行精確的聚焦，但是不能在指標(biāo)在瞳孔上的分割方向以外的方向上進(jìn)行精確的聚焦。
[0004]另一種類型是如在日本特開(kāi)2011-50532號(hào)公報(bào)中所公開(kāi)的如下方案，即當(dāng)進(jìn)行自動(dòng)聚焦時(shí)，通過(guò)圖像處理來(lái)檢測(cè)眼底觀察圖像自身上的色調(diào)差，從而進(jìn)行自動(dòng)聚焦，而不使用在被檢眼的眼底上投影的任何指標(biāo)圖像。在這種情況下，使用眼底圖像的自動(dòng)聚焦方案被定義為眼底圖像自動(dòng)聚焦方案。該眼底圖像自動(dòng)聚焦方案能夠使如下的誤差最小化，所述誤差源于參照指標(biāo)圖像自動(dòng)聚焦方案中所描述的、被檢眼的光學(xué)系統(tǒng)的諸如散光等的屈光異常。
[0005]然而，使用由圖像傳感器拍攝的眼底觀察圖像的眼底圖像自動(dòng)聚焦方案，容易受到圖像傳感器的噪聲的影響，`因?yàn)樽鳛榫劢箤?duì)象的眼底觀察圖像上的色調(diào)差是小的。這導(dǎo)致聚焦精度的降低。通過(guò)提高眼底觀察圖像與圖像傳感器的噪聲之間的信號(hào)噪聲比(S/N比)，能夠改善聚焦精度。例如，可以通過(guò)增加觀察光源的照明光量，來(lái)提高這種信號(hào)噪聲t匕。然而，在觀察期間，例如，當(dāng)在向上、向下、向左、向右、向前及向后方向上進(jìn)行被檢眼相對(duì)于裝置的定位時(shí)，并不總是需要提高眼底觀察圖像與圖像傳感器的噪聲之間的信號(hào)噪聲比(S/N比)。因此，如果在觀察期間使觀察光源的照明光量保持為大的，則會(huì)給被檢者施加不必要的沉重負(fù)擔(dān)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的實(shí)施例在眼科裝置等中，通過(guò)使用被檢體圖像來(lái)實(shí)現(xiàn)精確的聚焦，而不給被檢者施加任何不必要的沉重負(fù)擔(dān)。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種攝像控制裝置，該攝像控制裝置包括:聚焦單元，其用于通過(guò)使用如下的被檢體圖像來(lái)進(jìn)行聚焦操作，以將攝像光學(xué)系統(tǒng)相對(duì)于被光源照明的被檢體設(shè)置于對(duì)焦?fàn)顟B(tài)，其中，所述被檢體圖像通過(guò)利用圖像傳感器對(duì)所述被檢體進(jìn)行攝像而獲得；以及改變單元，其用于改變攝像設(shè)置，以便與所述聚焦單元的聚焦操作的非執(zhí)行期間相比，將所述聚焦操作的執(zhí)行期間的、通過(guò)所述攝像而獲取的所述被檢體圖像的信號(hào)噪聲比設(shè)置為更高。
[0008]此外，根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種眼科裝置，該眼科裝置包括:
[0009]上述攝像控制裝置；
[0010]所述光源；
[0011]所述圖像傳感器；以及
[0012]所述攝像光學(xué)系統(tǒng)，
[0013]其中，眼底圖像被拍攝作為所述被檢體圖像。
[0014]此外，根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種攝像控制方法，該攝像控制方法包括:使聚焦單元通過(guò)使用如下的被檢體圖像來(lái)進(jìn)行聚焦操作、以將攝像光學(xué)系統(tǒng)相對(duì)于被光源照明的被檢體設(shè)置于對(duì)焦?fàn)顟B(tài)的步驟，其中，所述被檢體圖像通過(guò)利用圖像傳感器對(duì)所述被檢體進(jìn)行攝像而獲得；以及使改變單元改變攝像設(shè)置、以便與所述聚焦操作的非執(zhí)行期間相比、將所述聚焦操作的執(zhí)行期間的、通過(guò)所述攝像而獲取的所述被檢體圖像的信號(hào)噪聲比設(shè)置為更高的步驟。
[0015]通 過(guò)以下參照附圖對(duì)示例性實(shí)施例的描述，本發(fā)明的其他特征將變得清楚。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是示出根據(jù)第一實(shí)施例的無(wú)散瞳眼底照相機(jī)的結(jié)構(gòu)的示例的框圖；
[0017]圖2是示出根據(jù)第一實(shí)施例的無(wú)散瞳眼底照相機(jī)的操作的流程圖；
[0018]圖3是示出眼底觀察圖像和用于眼底圖像自動(dòng)聚焦的聚焦評(píng)價(jià)區(qū)域的圖；
[0019]圖4是示出聚焦評(píng)價(jià)區(qū)域中的眼底觀察圖像的圖；
[0020]圖5是示出在沒(méi)有圖像傳感器的噪聲的任何影響的情況下的眼底觀察圖像的色調(diào)值的曲線圖；
[0021]圖6是示出當(dāng)疊加了圖像傳感器的噪聲時(shí)的眼底觀察圖像的色調(diào)值的曲線圖；
[0022]圖7是示出根據(jù)第二實(shí)施例的無(wú)散瞳眼底照相機(jī)的結(jié)構(gòu)的示例的框圖；
[0023]圖8是示出根據(jù)第二實(shí)施例的無(wú)散瞳眼底照相機(jī)的操作的流程圖；
[0024]圖9是示出眼底觀察圖像、指標(biāo)圖像及聚焦評(píng)價(jià)區(qū)域23的圖；
[0025]圖10是示出聚焦評(píng)價(jià)區(qū)域中的指標(biāo)圖像的圖；以及
[0026]圖11是示出指標(biāo)圖像22的色調(diào)值的曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面，將參照附圖來(lái)描述本發(fā)明的若干優(yōu)選實(shí)施例。在下文中，將通過(guò)例示根據(jù)本發(fā)明的攝像控制裝置應(yīng)用于眼科裝置、特別是無(wú)散瞳眼底照相機(jī)的情況，來(lái)描述本發(fā)明的各實(shí)施例。
[0028]第一實(shí)施例
[0029]圖1是示出根據(jù)第一實(shí)施例的無(wú)散瞳眼底照相機(jī)100的結(jié)構(gòu)的示例的框圖。根據(jù)該實(shí)施例的無(wú)散瞳眼底照相機(jī)100具有進(jìn)行眼底圖像自動(dòng)聚焦的功能。首先，將參照?qǐng)D1來(lái)描述無(wú)散瞳眼底照相機(jī)100的結(jié)構(gòu)。
[0030]在向被檢眼E的眼底Er延伸的光軸LI上，依次布置了物鏡1、穿孔鏡2、聚焦透鏡3、攝像透鏡4及圖像傳感器5，這些部件構(gòu)成攝像光學(xué)系統(tǒng)。該實(shí)施例例示了構(gòu)成無(wú)散瞳眼底照相機(jī)的攝像光學(xué)系統(tǒng)。這種攝像光學(xué)系統(tǒng)針對(duì)眼睛E構(gòu)成眼底攝像光學(xué)系統(tǒng)。另一方面，在穿孔鏡2的反射方向上的光軸L2上，布置了透鏡6、指標(biāo)投影部7、二向色鏡8、聚光透鏡9及觀察光源10。此外，在二向色鏡8的反射方向上的光軸L3上，布置了聚光透鏡11及攝像光源12。光軸L2和L3上的結(jié)構(gòu)構(gòu)成照明光學(xué)系統(tǒng)。這種照明光學(xué)系統(tǒng)是構(gòu)成無(wú)散瞳眼底照相機(jī)100的眼底照明光學(xué)系統(tǒng)的示例。
[0031]二向色鏡8具有在觀察光源10的波長(zhǎng)范圍內(nèi)透射光、而在攝像光源12的波長(zhǎng)范圍內(nèi)反射光的特性。觀察光源10布置有多個(gè)LED，并且用波長(zhǎng)在紅外區(qū)域內(nèi)的光來(lái)照射被檢眼。攝像光源12用波長(zhǎng)在可見(jiàn)區(qū)域內(nèi)的光來(lái)照射眼底Er。
[0032]無(wú)散瞳眼底照相機(jī)100還包括眼底圖像自動(dòng)聚焦部13、眼底照相機(jī)控制部14、SN控制部15、顯示圖像處理部16及顯示部17。具體而言，眼底圖像自動(dòng)聚焦部13連接到聚焦透鏡3、圖像傳感器5及眼底照相機(jī)控制部14。眼底圖像自動(dòng)聚焦部13由來(lái)自圖像傳感器5的圖像來(lái)計(jì)算聚焦評(píng)價(jià)值，并且基于來(lái)自眼底照相機(jī)控制部14的指令來(lái)驅(qū)動(dòng)聚焦透鏡
3。SN控制部15連接到圖像傳感器5、觀察光源10、眼底照相機(jī)控制部14及顯示圖像處理部16，并且基于來(lái)自眼底照相機(jī)控制部14的指令，來(lái)設(shè)置圖像傳感器5的放大因數(shù)以及觀察光源10的發(fā)射光量。眼底照相機(jī)控制部14連接到攝像光源12、眼底圖像自動(dòng)聚焦部13及SN控制部15，并且進(jìn)行總體的控制，諸如對(duì)攝像光源12的發(fā)光控制，以及對(duì)眼底圖像自動(dòng)聚焦部13及SN控制部15的操作開(kāi)始/結(jié)束控制等。顯示圖像處理部16連接到圖像傳感器5及顯示部17，并且對(duì)來(lái)自圖像傳感器5的圖像進(jìn)行圖像處理，以將該圖像顯示在顯示部17上。上述的眼底圖像自動(dòng)聚焦部13、眼底照相機(jī)控制部14、SN控制部15及顯示圖像處理部16構(gòu)成無(wú)散瞳眼底照相機(jī)100的攝像控制部。 [0033]下面，將描述在具有上述結(jié)構(gòu)的根據(jù)該實(shí)施例的無(wú)散瞳眼底照相機(jī)100中的、從觀察到攝像的操作。首先，將參照?qǐng)D2中的流程圖來(lái)描述觀察操作。圖2的流程圖示出了眼底圖像自動(dòng)聚焦部13、眼底照相機(jī)控制部14及SN控制部15的操作。
[0034]當(dāng)操作者將眼睛E定位于物鏡I的正面、并且裝置依照操作者的預(yù)定操作開(kāi)始觀察操作時(shí)，SN控制部15首先將觀察光源10的發(fā)射光量設(shè)置為Il (步驟S101)。當(dāng)觀察光源10以由SN控制部15設(shè)置的發(fā)射光量Il發(fā)射光時(shí)，觀察照明光穿過(guò)從觀察光源10延伸到物鏡I的眼底照明光學(xué)系統(tǒng)，并且經(jīng)由眼睛E的瞳孔Ep對(duì)眼底Er進(jìn)行照明。來(lái)自被觀察光源10照明的眼底Er的反射光，穿過(guò)延伸到物鏡1、穿孔鏡2、聚焦透鏡3及攝像透鏡4的眼底攝像光學(xué)系統(tǒng)，并到達(dá)圖像傳感器5。
[0035]在設(shè)置觀察光源10的同時(shí)，SN控制部15將圖像傳感器5的放大因數(shù)設(shè)置為SI(步驟S102)。圖像傳感器5以所設(shè)置的放大因數(shù)SI拍攝眼底觀察圖像。顯示圖像處理部16對(duì)眼底觀察圖像應(yīng)用諸如單色化處理或伽瑪曲線計(jì)算等的處理，并且在顯示部17上顯示所得到的圖像。操作者在查看顯示在顯示部17上的眼底觀察圖像的同時(shí)，通過(guò)操作控制臺(tái)(未示出)向上、向下、向左、向右、向前和向后移動(dòng)無(wú)散瞳眼底照相機(jī)100，從而在向上、向下、向左、向右、向前及向后方向上，進(jìn)行眼睛E與無(wú)散瞳眼底照相機(jī)100之間的定位。
[0036]當(dāng)在例如眼睛E與無(wú)散瞳眼底照相機(jī)100之間的位置關(guān)系滿足預(yù)定關(guān)系的情況下、確定定位完成時(shí)，裝置發(fā)出開(kāi)始眼底圖像自動(dòng)聚焦的指令。即，裝置響應(yīng)于定位的完成而自動(dòng)開(kāi)始眼底圖像自動(dòng)聚焦(步驟S103:是)。請(qǐng)注意，本發(fā)明不局限于裝置在定位完成時(shí)自動(dòng)開(kāi)始眼底圖像自動(dòng)聚焦的情況。例如，裝置可以依照操作者經(jīng)由諸如開(kāi)關(guān)等的操作部發(fā)出開(kāi)始聚焦的指令的操作，而開(kāi)始眼底圖像自動(dòng)聚焦。當(dāng)裝置開(kāi)始眼底圖像自動(dòng)聚焦時(shí)，眼底圖像自動(dòng)聚焦部13通過(guò)使用如下的被檢體圖像來(lái)執(zhí)行聚焦操作，以使攝像光學(xué)系統(tǒng)在被作為光源的觀察光源10照明的被檢體(在該實(shí)施例中為眼底)上聚焦，其中，通過(guò)利用圖像傳感器5對(duì)所述被檢體進(jìn)行攝像而獲得所述被檢體圖像。在聚焦操作執(zhí)行期間，裝置改變攝像設(shè)置，使得與聚焦操作非執(zhí)行期間相比，提高通過(guò)利用圖像傳感器5進(jìn)行攝像而獲取的被檢體圖像的信號(hào)噪聲比。
[0037]在該實(shí)施例中，上述改變攝像設(shè)置的操作包括在聚焦操作執(zhí)行期間增加觀察光源10的發(fā)射光量，同時(shí)減小來(lái)自圖像傳感器5的信號(hào)的放大因數(shù)。首先，SN控制部15將觀察光源10的發(fā)射光量從Il改變?yōu)?2。在這種情況下，發(fā)射光量12大于發(fā)射光量11(12>11)。觀察光源10以由SN控制部15設(shè)置的發(fā)射光量12發(fā)射光(步驟S104)。在設(shè)置發(fā)射光量12的同時(shí)，SN控制部15將圖像傳感器5的放大因數(shù)從SI改變?yōu)镾2。在這種情況下，放大因數(shù)S2小于放大因數(shù)SI (S1>S2)(步驟S105)。
[0038]然后，眼底圖像自動(dòng)聚焦部13執(zhí)行眼底圖像自動(dòng)聚焦(步驟S106)。在眼底圖像自動(dòng)聚焦中，利用通過(guò)用圖像傳感器5對(duì)被檢體進(jìn)行攝像而獲得的被檢體圖像，眼底圖像自動(dòng)聚焦部13進(jìn)行聚焦評(píng)價(jià)，并且眼底圖像自動(dòng)聚焦部13基于該聚焦評(píng)價(jià)，自動(dòng)使眼底攝像光學(xué)系統(tǒng)在眼底Er上聚焦。即，眼底圖像自動(dòng)聚焦部13通過(guò)使用在步驟S104中改變了設(shè)置的觀察光源10，對(duì)眼底Er進(jìn)行照明，同時(shí)接收由在步驟S105中改變了設(shè)置的圖像傳感器5拍攝的眼底觀察圖像。眼底圖像自動(dòng)聚焦部13將接收到的眼底觀察圖像中的預(yù)定區(qū)域，設(shè)置作為聚焦評(píng)價(jià)區(qū)域。在這種情況下，聚焦評(píng)價(jià)區(qū)域用于表示眼底觀察圖像中的、要執(zhí)行眼底圖像自動(dòng)聚焦的特定關(guān)注區(qū)域。圖3示出了眼底觀察圖像中的聚焦評(píng)價(jià)區(qū)域的示例。參照?qǐng)D3，從掩模18中的眼底觀察圖像被描繪的部分起，中大血管被描繪的部分被設(shè)置作為聚焦評(píng)價(jià)區(qū)域19。請(qǐng)注意，雖然在該實(shí)施例中，將中大血管的描繪部分設(shè)置作為聚焦評(píng)價(jià)區(qū)域19，但是不局限于此。例如，可以將諸如乳頭區(qū)域等的其他描繪部分，設(shè)置作為聚焦評(píng)價(jià)區(qū)域。此外，例如，操作者可以從眼底觀察圖像中指定所需位置，作為聚焦評(píng)價(jià)區(qū)域19?？梢詫⒀鄣子^察圖像上的預(yù)定位置及區(qū)域，設(shè)置作為聚焦評(píng)價(jià)區(qū)域19。
[0039]圖4僅示出了在圖3中設(shè)置的、提取的聚焦評(píng)價(jià)區(qū)域19。眼底圖像自動(dòng)聚焦部13驅(qū)動(dòng)聚焦透鏡3，以在設(shè)置的聚焦評(píng)價(jià)區(qū)域19中，搜索獲得最大聚焦評(píng)價(jià)值的聚焦透鏡位置。該聚焦評(píng)價(jià)值是在聚焦評(píng)價(jià)區(qū)域中描繪的眼底觀察圖像的結(jié)構(gòu)物之間的色調(diào)差的大小。
[0040]圖5示出了在圖4中所示的虛線20上的位置Pl至P3處的色調(diào)值。參照?qǐng)D4及圖5，從位置Pl到位置P2的部分是神經(jīng)纖維層的描繪部分，位置P2對(duì)應(yīng)于血管與神經(jīng)纖維層之間的邊界的描繪部分，并且從位置P2到位置P3的部分是血管的描繪部分。在實(shí)際中，各色調(diào)值上疊加了圖像傳感器5的噪聲。然而，為了描述方便，圖5示出了各色調(diào)值不受圖像傳感器5的噪聲影響的理想狀態(tài)。
[0041]在這種情況下，聚焦評(píng)價(jià)值是神經(jīng)纖維層部分與血管部分之間的色調(diào)差CT1。眼底圖像自動(dòng)聚焦部13搜索聚焦評(píng)價(jià)值CTl達(dá)到最大的聚焦透鏡位置，并且將聚焦透鏡移動(dòng)到搜索后的位置，從而完成眼底圖像自動(dòng)聚焦(步驟S106)。在眼底圖像自動(dòng)聚焦完成時(shí)，SN控制部15將觀察光源10的發(fā)射光量從12重置為Il (步驟S107)。然后，觀察光源10以由SN控制部15改變后的發(fā)射光量Il發(fā)射光。同時(shí)，SN控制部15將圖像傳感器5的放大因數(shù)從S2重置為SI (步驟S108)。然后，圖像傳感器5以所設(shè)置的放大因數(shù)SI拍攝眼底觀察圖像。
[0042]接下來(lái)，將描述攝像過(guò)程。在完成上述的眼睛E與無(wú)散瞳眼底照相機(jī)100之間的精確定位及眼底圖像自動(dòng)聚焦時(shí)，操作者能夠通過(guò)操作攝像開(kāi)始開(kāi)關(guān)(未示出)來(lái)進(jìn)行攝像。
[0043]當(dāng)操作者操作攝像開(kāi)始開(kāi)關(guān)時(shí)，眼底照相機(jī)控制部14使攝像光源12發(fā)射光。在穿過(guò)從攝像光源12延伸到物鏡I的眼底照明光學(xué)系統(tǒng)時(shí)，從攝像光源12發(fā)射的攝像照明光對(duì)眼底Er進(jìn)行照明。來(lái)自被攝像光源12照明的眼底Er的反射光穿過(guò)穿孔鏡2及聚焦透鏡3，通過(guò)從物鏡I延伸到攝像透鏡4的眼底攝像光學(xué)系統(tǒng)，到達(dá)圖像傳感器5。顯示圖像處理部16對(duì)由圖像傳感器5拍攝的眼底圖像，進(jìn)行彩色色度轉(zhuǎn)換處理及伽瑪曲線計(jì)算處理，并且在顯示部17上顯示所得到的圖像。
[0044]該實(shí)施例具有如下的特征，即依照眼底圖像自動(dòng)聚焦是否啟用，來(lái)切換觀察光源10的發(fā)射光量設(shè)置以及圖像傳感器5的放大因數(shù)設(shè)置，并且這些設(shè)置的關(guān)系被定義為12>11和S1>S2。以下說(shuō)明該操作作為該實(shí)施例的特征的原因。下面，將對(duì)眼底圖像自動(dòng)聚焦啟用時(shí)和禁用時(shí)的情況分別進(jìn)行描述。
[0045]<眼底圖像自動(dòng)聚焦:禁用>
[0046]當(dāng)眼底圖像自動(dòng)聚焦禁用時(shí)要進(jìn)行的觀察行為，是在向上、向下、向左、向右、向前及向后方向上，進(jìn)行眼睛E與無(wú)散瞳眼底照相機(jī)100之間的定位。在顯示部17上顯示的眼底觀察圖像，需要使操作者在查看整個(gè)眼底觀察圖像時(shí)，能夠辨識(shí)無(wú)散瞳眼底照相機(jī)100與諸如乳頭、黃斑及血管等眼底的結(jié)構(gòu)物之間的相對(duì)位置關(guān)系。
[0047]由于這一原因，在上述所需的范圍內(nèi)，將觀察光源10的發(fā)射光量設(shè)置為盡可能小的值(II)，而將圖像傳感器5的放大因數(shù)設(shè)置為盡可能高的值(SI)。這使得能夠進(jìn)行定位，而無(wú)需用不必要的大量的觀察照 明光對(duì)被檢者進(jìn)行照明，即不給被檢者施加任何不必要的沉重負(fù)擔(dān)。
[0048]另一方面，將圖像傳感器5的放大因數(shù)設(shè)置為高值(SI)也將放大圖像傳感器5的噪聲，導(dǎo)致眼底觀察圖像與圖像傳感器5的噪聲之間的信號(hào)噪聲比降低。這使得操作者在放大眼底觀察圖像時(shí)精確地觀察眼底觀察圖像的部分的情況下，辨識(shí)出圖像傳感器5的噪聲。然而，當(dāng)進(jìn)行定位時(shí)，只需要在查看整個(gè)眼底觀察圖像時(shí)，辨識(shí)無(wú)散瞳眼底照相機(jī)100與諸如乳頭、黃斑及血管等眼底的結(jié)構(gòu)物之間的相對(duì)位置關(guān)系。這種低的信號(hào)噪聲比不會(huì)造成嚴(yán)重的問(wèn)題。
[0049]<眼底圖像自動(dòng)聚焦:啟用〉
[0050]在眼底圖像自動(dòng)聚焦中，對(duì)眼底觀察圖像進(jìn)行聚焦評(píng)價(jià)，如在步驟S106中所述。然而，該眼底觀察圖像的結(jié)構(gòu)物之間的色調(diào)差非常小。例如，神經(jīng)纖維層與血管部之間的色調(diào)差CTl大約是5至15。由于這一原因，圖像傳感器5的噪聲對(duì)眼底圖像自動(dòng)聚焦的聚焦精度有很大影響。
[0051]以下說(shuō)明噪聲如何影響眼底圖像自動(dòng)聚焦的聚焦精度。圖6示出了當(dāng)以與眼底圖像自動(dòng)聚焦禁用時(shí)相同的方式、設(shè)置了觀察光源10的發(fā)射光量Il以及圖像傳感器5的放大因數(shù)SI時(shí)的、在位置Pl至P3 (圖4)處的色調(diào)值。顯而易見(jiàn)，由于圖像傳感器5的放大因數(shù)SI是高值，因此與圖5相比，在色調(diào)值上疊加了圖像傳感器5的噪聲NI及噪聲N2。圖像傳感器5的放大因數(shù)越高，則圖像傳感器5的噪聲NI及噪聲N2的大小越大，反之亦然。
[0052]當(dāng)在這種情況下執(zhí)行眼底圖像自動(dòng)聚焦時(shí)，裝置計(jì)算由于噪聲NI及噪聲N2的影響而導(dǎo)致的色調(diào)差CT2，而不管是否有必要計(jì)算色調(diào)差CT1，從而導(dǎo)致聚焦精度大大降低。由于這一原因，在眼底圖像自動(dòng)聚焦操作時(shí)，裝置將觀察光源10的發(fā)射光量設(shè)置為盡可能大的值(12)，而將圖像傳感器5的放大因數(shù)設(shè)置為盡可能低的值(S2)。即，裝置進(jìn)行設(shè)置，以提高眼底觀察圖像與圖像傳感器5的噪聲之間的信號(hào)噪聲比。這些設(shè)置能夠?qū)崿F(xiàn)高的聚焦精度。
[0053]以上的描述總結(jié)如下。當(dāng)眼底圖像自動(dòng)聚焦禁用時(shí)，為了減輕被檢者的負(fù)擔(dān)，裝置將眼底觀察圖像與圖像傳感器5的噪聲之間的信號(hào)噪聲比設(shè)置為低的設(shè)置(觀察光源的發(fā)射光量Il以及圖像傳感器5的放大因數(shù)SI)。當(dāng)在這種情況下進(jìn)行定位時(shí)，操作者查看整個(gè)眼底觀察圖像，以檢查眼底的結(jié)構(gòu)物與裝置之間的相對(duì)位置關(guān)系，因此，眼底觀察圖像與圖像傳感器5的噪聲之間的低信號(hào)噪聲比不構(gòu)成問(wèn)題。相反，當(dāng)眼底圖像自動(dòng)聚焦啟用時(shí)，與眼底圖像自動(dòng)聚焦禁用時(shí)相比，裝置將眼底觀察圖像與圖像傳感器5的噪聲之間的信號(hào)噪聲比設(shè)置為更高的比率(即觀察光源的發(fā)射光量12以及圖像傳感器5的放大因數(shù)S2)，從而實(shí)現(xiàn)精確的眼底圖像自動(dòng)聚焦。即，當(dāng)眼底圖像自動(dòng)聚焦啟用時(shí)與當(dāng)眼底圖像自動(dòng)聚焦禁用時(shí)，觀察光源10的發(fā)射光量以及圖像傳感器5的放大因數(shù)之間的關(guān)系被定義為12>11及 S1>S2。
[0054]請(qǐng)注意，由于即使當(dāng)眼底圖像自動(dòng)聚焦啟用時(shí)，顯示部17也顯示眼底觀察圖像，因此，操作者能夠在向上、向下、向左、向右、向前及向后方向上，進(jìn)行眼睛E與無(wú)散瞳眼底照相機(jī)100之間的定位。
[0055]此外，上述實(shí)施例將觀察光源10的發(fā)射光量設(shè)置為12，并將圖像傳感器5的放大因數(shù)設(shè)置為S2，以便與眼底圖像自動(dòng)聚焦禁用時(shí)相比，提高當(dāng)眼底圖像自動(dòng)聚焦啟用時(shí)的、眼底觀察圖像與圖像傳感器`5的噪聲之間的信號(hào)噪聲比。然而，裝置也可以改變發(fā)射光量和放大因數(shù)中的任意一者。例如，在眼底圖像自動(dòng)聚焦中，可以通過(guò)將觀察光源10的發(fā)射光量從Il改變?yōu)?2，而使圖像傳感器5的放大因數(shù)保持為SI，來(lái)提高眼底觀察圖像與圖像傳感器5的噪聲之間的信號(hào)噪聲比。同樣，可以通過(guò)將圖像傳感器5的放大因數(shù)從SI改變?yōu)镾2，而使觀察光源10的發(fā)射光量保持為II，來(lái)提高眼底觀察圖像與圖像傳感器5的噪聲之間的信號(hào)噪聲比。
[0056]上述實(shí)施例改變圖像傳感器5的放大因數(shù)設(shè)置，以便與在眼底圖像自動(dòng)聚焦禁用時(shí)相比，提高在眼底圖像自動(dòng)聚焦啟用時(shí)的、眼底觀察圖像與圖像傳感器5的噪聲之間的信號(hào)噪聲比。然而，本發(fā)明不局限于此。例如，也可以通過(guò)改變圖像傳感器5的電荷積聚時(shí)段，來(lái)提高眼底觀察圖像與圖像傳感器5的噪聲之間的信號(hào)噪聲比。在這種情況下，設(shè)SPl為眼底圖像自動(dòng)聚焦禁用時(shí)的電荷積聚時(shí)段，SP2為眼底圖像自動(dòng)聚焦啟用時(shí)的電荷積聚時(shí)段，則裝置可以進(jìn)行使得滿足SPDSP2的操作。請(qǐng)注意，裝置可以依照電荷積聚時(shí)段的改變，來(lái)改變放大因數(shù)設(shè)置和/或發(fā)射光量設(shè)置。
[0057]雖然上述實(shí)施例例示了無(wú)散瞳眼底照相機(jī)，但是，本發(fā)明不局限于此。通過(guò)使用眼底觀察圖像進(jìn)行眼底圖像自動(dòng)聚焦的任何類型的眼科裝置，均能夠相對(duì)于眼底圖像自動(dòng)聚焦禁用時(shí)，提高當(dāng)眼底圖像自動(dòng)聚焦啟用時(shí)的、眼底觀察圖像與圖像傳感器5的噪聲之間的信號(hào)噪聲比，從而進(jìn)行精確的眼底圖像自動(dòng)聚焦。[0058]雖然上述實(shí)施例例示了進(jìn)行眼底圖像自動(dòng)聚焦的情況，但是，即使當(dāng)操作者不進(jìn)行眼底圖像自動(dòng)聚焦、而在查看由圖像傳感器5拍攝的眼底觀察圖像的同時(shí)手動(dòng)進(jìn)行聚焦時(shí)，也能夠獲得相同的效果。具體而言，在手動(dòng)聚焦模式下，裝置依照來(lái)自操作者的操作輸入來(lái)移動(dòng)聚焦透鏡3，以實(shí)現(xiàn)對(duì)焦?fàn)顟B(tài)，當(dāng)裝置轉(zhuǎn)變到這種手動(dòng)聚焦模式時(shí)，攝像控制裝置將攝像設(shè)置改變?yōu)樘岣咄ㄟ^(guò)攝像獲得的圖像的信號(hào)噪聲比的設(shè)置。作為另一選擇，裝置可以配設(shè)檢測(cè)聚焦透鏡3被手動(dòng)操作的檢測(cè)部，并且可以由檢測(cè)部獲得的檢測(cè)結(jié)果，來(lái)確定聚焦操作啟用還是禁用。當(dāng)聚焦部禁用時(shí)，裝置將眼底觀察圖像與圖像傳感器5之間的信號(hào)噪聲比設(shè)置為較低的設(shè)置，以減輕被檢者的負(fù)擔(dān)。當(dāng)聚焦部啟用時(shí)，裝置將眼底觀察圖像與圖像傳感器5的噪聲之間的信號(hào)噪聲比，設(shè)置為比聚焦操作禁用時(shí)更高的設(shè)置。這使得即使在手動(dòng)聚焦操作時(shí)，也能夠提供精確的對(duì)焦?fàn)顟B(tài)，而不給被檢者施加任何負(fù)擔(dān)。
[0059]第二實(shí)施例
[0060]圖7示出了第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)。在圖7中，與圖1中相同的附圖標(biāo)記表示與圖7中相同的構(gòu)成要素。參照?qǐng)D7，自動(dòng)聚焦部21替換了圖1中的眼底圖像自動(dòng)聚焦部13。自動(dòng)聚焦部21連接到聚焦透鏡3、圖像傳感器5、指標(biāo)投影部7及眼底照相機(jī)控制部14，并且能夠進(jìn)行作為第一自動(dòng)聚焦的指標(biāo)圖像自動(dòng)聚焦，以及作為第二自動(dòng)聚焦的眼底圖像自動(dòng)聚焦。無(wú)散瞳眼底照相機(jī)100在指標(biāo)圖像自動(dòng)聚焦之后進(jìn)行眼底圖像自動(dòng)聚焦。然而，該照相機(jī)也可以選擇性地執(zhí)行指標(biāo)圖像自動(dòng)聚焦和眼底圖像自動(dòng)聚焦(即指標(biāo)圖像自動(dòng)聚焦與眼底圖像自動(dòng)聚焦之間的時(shí)間先后關(guān)系是任意的)。
[0061]指標(biāo)圖像自動(dòng)聚焦能夠針對(duì)被檢眼的光學(xué)系統(tǒng)的、諸如散光等的屈光異常，在瞳孔上的分割方向上精確地進(jìn)行瞳孔上的聚焦，但是不能在瞳孔上的分割方向以外的方向上精確地進(jìn)行指標(biāo)上的聚焦。雖然指標(biāo)圖像自動(dòng)聚焦具有該問(wèn)題，但是，指標(biāo)圖像自動(dòng)聚焦能夠大致指定之后要進(jìn)行的眼底圖像自動(dòng)聚焦中的焦點(diǎn)位置。先進(jìn)行指標(biāo)圖像自動(dòng)聚焦然后進(jìn)行眼底圖像自動(dòng)聚焦 ，能夠限定眼底圖像自動(dòng)聚焦時(shí)的搜索范圍。這能夠大大縮短聚焦所需的時(shí)間。
[0062]攝像操作與第一實(shí)施例中相同，在此將省略重復(fù)的描述。下面，將參照?qǐng)D8的流程圖，來(lái)描述第二實(shí)施例中的觀察時(shí)的操作。請(qǐng)注意，圖8的流程圖表示眼底照相機(jī)控制部14、SN控制部15及自動(dòng)聚焦部21的操作。在圖8中，與圖2中相同的附圖標(biāo)記表示與圖2中相同的步驟。
[0063]當(dāng)操作者將被檢眼E定位于物鏡I的正面并開(kāi)始觀察時(shí)，SN控制部15將觀察光源10的發(fā)射光量設(shè)置為Il (步驟S101)，并且將圖像傳感器5的放大因數(shù)設(shè)置為SI (步驟S102)。通過(guò)該操作，觀察光源10以發(fā)射光量Il發(fā)射光，并且圖像傳感器5以放大因數(shù)SI進(jìn)行攝像。操作者在查看顯示在顯示部17上的觀察圖像的同時(shí)，在向上、向下、向左、向右、向前及向后方向上，進(jìn)行眼睛E與無(wú)散瞳眼底照相機(jī)100之間的定位。
[0064]然后，自動(dòng)聚焦部21從指標(biāo)投影部7將指標(biāo)投影到眼睛E上(步驟S201)。如圖9所示，在由圖像傳感器5拍攝的眼底觀察圖像中，描繪了指標(biāo)圖像22。當(dāng)開(kāi)始指標(biāo)圖像自動(dòng)聚焦時(shí)(步驟S202:是)，自動(dòng)聚焦部21從圖像傳感器5，接收以在步驟S101、S102及S201中設(shè)定的設(shè)置而拍攝的眼底觀察圖像(步驟S203)。
[0065]在指標(biāo)圖像自動(dòng)聚焦中，首先，如圖9所示，自動(dòng)聚焦部21將具有預(yù)定尺寸的如下區(qū)域設(shè)置作為聚焦評(píng)價(jià)區(qū)域23，所述區(qū)域包括眼底觀察圖像中的在眼底Er上投影的指標(biāo)圖像。由于在光學(xué)設(shè)計(jì)上，各指標(biāo)在眼底上的投影位置被預(yù)先確定，因此，聚焦評(píng)價(jià)區(qū)域23被固定在例如眼底觀察圖像的中心附近。請(qǐng)注意，在本發(fā)明中，聚焦評(píng)價(jià)區(qū)域23不局限于固定位置，還可以從眼底觀察圖像中提取指標(biāo)圖像，并且將包括所提取的指標(biāo)圖像的預(yù)定尺寸的區(qū)域，設(shè)置作為聚焦評(píng)價(jià)區(qū)域23。即，在本發(fā)明中，聚焦評(píng)價(jià)區(qū)域23的位置可以是固定的，也可以被自動(dòng)確定。圖10示出了圖9中所示的提取的聚焦評(píng)價(jià)區(qū)域23。圖11示出了圖10中的虛線23a及23b上的色調(diào)值。實(shí)線24a和虛線24b分別代表沿虛線23a的色調(diào)值和沿虛線23b的色調(diào)值。自動(dòng)聚焦部21檢測(cè)實(shí)線24a上的峰值位置25a以及虛線24b上的峰值位置25b，并且由這兩個(gè)峰值位置的關(guān)系來(lái)計(jì)算距離D。然后，自動(dòng)聚焦部21基于計(jì)算出的距離D來(lái)移動(dòng)聚焦透鏡3，從而完成指標(biāo)自動(dòng)聚焦。
[0066]在指標(biāo)圖像自動(dòng)聚焦時(shí)，裝置不改變觀察光源10的發(fā)射光量Il以及圖像傳感器5的放大因數(shù)SI的設(shè)置。這是因?yàn)?，如圖11所示，由于相對(duì)于眼底觀察圖像與結(jié)構(gòu)物之間的色調(diào)差而言，指標(biāo)圖像22上的色調(diào)差是非常大的，因此即使圖像傳感器5的放大因數(shù)SI是高的，裝置也能夠抵抗圖像傳感器5的噪聲的影響。[0067]包括眼底圖像自動(dòng)聚焦的步驟S103及后續(xù)步驟(步驟S103至S108)中的處理與第一實(shí)施例中相同。
[0068]正如上面所描述的，在指標(biāo)圖像自動(dòng)聚焦的操作時(shí)，為了減輕被檢者的負(fù)擔(dān)，裝置進(jìn)行眼底觀察圖像與圖像傳感器5的噪聲之間的低信號(hào)噪聲比的設(shè)置(觀察光源的發(fā)射光量Il以及圖像傳感器5的放大因數(shù)SI)。即使裝置進(jìn)行低信號(hào)噪聲比的設(shè)置，但由于指標(biāo)圖像22上的色調(diào)差從開(kāi)始就是大的，因此指標(biāo)圖像自動(dòng)聚焦的聚焦精度也并不降低。相反，在眼底圖像自動(dòng)聚焦中的操作時(shí)，如在第一實(shí)施例中所述，裝置進(jìn)行眼底觀察圖像與圖像傳感器5的噪聲之間的高信號(hào)噪聲比的設(shè)置(觀察光源的發(fā)射光量12以及圖像傳感器5的放大因數(shù)S2)，從而實(shí)現(xiàn)精確的眼底圖像自動(dòng)聚焦。
[0069]正如上面所描述的，根據(jù)第二實(shí)施例，能夠通過(guò)在眼底圖像自動(dòng)聚焦的執(zhí)行時(shí)段以外的時(shí)段中，使觀察光的量保持為低的，來(lái)減輕被檢者的負(fù)擔(dān)。此外，先進(jìn)行指標(biāo)圖像自動(dòng)聚焦然后進(jìn)行眼底圖像自動(dòng)聚焦，能夠大大縮短聚焦所需的時(shí)間。這能夠進(jìn)一步減輕被檢者的負(fù)擔(dān)。
[0070]另外，可以通過(guò)讀出并執(zhí)行記錄在存儲(chǔ)設(shè)備上的程序來(lái)執(zhí)行上述實(shí)施例的功能的系統(tǒng)或裝置的計(jì)算機(jī)(或諸如CPU或MPU等的設(shè)備)，來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的各個(gè)方面，并且，可以利用由系統(tǒng)或裝置的計(jì)算機(jī)通過(guò)例如讀出并執(zhí)行記錄在存儲(chǔ)設(shè)備上的程序來(lái)執(zhí)行上述實(shí)施例的功能從而執(zhí)行各步驟的方法，來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的各個(gè)方面。為此，例如經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)或從充當(dāng)存儲(chǔ)設(shè)備的各種類型的記錄介質(zhì)(例如，計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì))將程序提供給計(jì)算機(jī)。
[0071]雖然參照示例性實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不局限于所公開(kāi)的示例性實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)對(duì)所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍給予最寬的解釋，以使所述保護(hù)范圍涵蓋所有的此類變型例以及等同結(jié)構(gòu)和功能。
【權(quán)利要求】
1.一種攝像控制裝置，該攝像控制裝置包括: 聚焦單元，其用于通過(guò)使用如下的被檢體圖像來(lái)進(jìn)行聚焦操作，以將攝像光學(xué)系統(tǒng)相對(duì)于被光源照明的被檢體設(shè)置于對(duì)焦?fàn)顟B(tài)，其中，所述被檢體圖像通過(guò)利用圖像傳感器對(duì)所述被檢體進(jìn)行攝像而獲得；以及 改變單元，其用于改變攝像設(shè)置，以便與所述聚焦單元的聚焦操作的非執(zhí)行期間相比，將所述聚焦操作的執(zhí)行期間的、通過(guò)所述攝像而獲取的所述被檢體圖像的信號(hào)噪聲比設(shè)置為更聞。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像控制裝置，其中，與所述聚焦操作的非執(zhí)行期間的發(fā)射光量相比，所述改變單元增加所述聚焦操作的執(zhí)行期間的、所述光源的發(fā)射光量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的攝像控制裝置，其中，與所述聚焦操作的非執(zhí)行期間的放大因數(shù)相比，所述改變單元減小所述聚焦操作的執(zhí)行期間的、來(lái)自所述圖像傳感器的信號(hào)的放大因數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的攝像控制裝置，其中，與所述聚焦操作的非執(zhí)行期間的電荷積聚時(shí)段相比，所述改變單元縮短所述聚焦操作的執(zhí)行期間的、所述圖像傳感器的電荷積聚時(shí)段。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的攝像控制裝置，其中，所述聚焦單元利用通過(guò)所述攝像而獲得的被檢體圖像進(jìn)行聚焦評(píng)價(jià)，并且基于該聚焦評(píng)價(jià)將所述攝像光學(xué)系統(tǒng)自動(dòng)設(shè)置于所述對(duì)焦?fàn)顟B(tài)。
6.根據(jù)權(quán)利要求 1或權(quán)利要求2所述的攝像控制裝置，其中，所述聚焦單元響應(yīng)于所述被檢體與所述攝像光學(xué)系統(tǒng)之間的位置關(guān)系滿足預(yù)定關(guān)系，而開(kāi)始所述聚焦操作。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像控制裝置，其中，所述聚焦單元執(zhí)行第一自動(dòng)聚焦，然后執(zhí)行第二自動(dòng)聚焦，所述第一自動(dòng)聚焦基于通過(guò)將指標(biāo)投影在所述被檢體上而獲得的被檢體圖像中的指標(biāo)的圖像，來(lái)進(jìn)行所述聚焦操作，所述第二自動(dòng)聚焦基于從被檢體圖像中獲得的所述被檢體的圖像，而自動(dòng)進(jìn)行所述聚焦操作，并且 所述改變單元改變攝像設(shè)置，以便與所述第一自動(dòng)聚焦的聚焦操作的執(zhí)行期間相比，將所述第二自動(dòng)聚焦的聚焦操作的執(zhí)行期間的、通過(guò)所述攝像而獲取的所述被檢體圖像的信號(hào)噪聲比設(shè)置為更高。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的攝像控制裝置，其中，所述第一自動(dòng)聚焦的聚焦操作期間的攝像設(shè)置，與所述聚焦單元的聚焦操作的非執(zhí)行期間的攝像設(shè)置相同。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像控制裝置，其中，所述聚焦單元選擇性地進(jìn)行第一自動(dòng)聚焦和第二自動(dòng)聚焦，所述第一自動(dòng)聚焦基于通過(guò)將指標(biāo)投影在所述被檢體上而獲得的被檢體圖像中的指標(biāo)的圖像，來(lái)進(jìn)行所述聚焦操作，所述第二自動(dòng)聚焦基于從被檢體圖像中獲得的所述被檢體的圖像，而自動(dòng)進(jìn)行所述聚焦操作，并且 所述改變單元改變攝像設(shè)置，以便與所述第一自動(dòng)聚焦的聚焦操作的執(zhí)行期間相比，將所述第二自動(dòng)聚焦的聚焦操作的執(zhí)行期間的、通過(guò)所述攝像而獲取的所述被檢體圖像的信號(hào)噪聲比設(shè)置為更高。
10.一種眼科裝置，該眼科裝置包括: 在權(quán)利要求1至權(quán)利要求9中的任意一項(xiàng)中定義的攝像控制裝置； 所述光源；所述圖像傳感器；以及 所述攝像光學(xué)系統(tǒng)， 其中，眼底圖像被拍攝作為所述被檢體圖像。
11.一種攝像控制方法，該攝像控制方法包括: 使聚焦單元通過(guò)使用如下的被檢體圖像來(lái)進(jìn)行聚焦操作、以將攝像光學(xué)系統(tǒng)相對(duì)于被光源照明的被檢體設(shè)置于對(duì)焦?fàn)顟B(tài)的步驟，其中，所述被檢體圖像通過(guò)利用圖像傳感器對(duì)所述被檢體進(jìn)行攝像而獲得；以及 使改變單元改變攝像設(shè)置、以便與所述聚焦操作的非執(zhí)行期間相比、將所述聚焦操作的執(zhí)行期間的、通過(guò)所 述攝像而獲取的所述被檢體圖像的信號(hào)噪聲比設(shè)置為更高的步驟。
【文檔編號(hào)】H04N5/232GK103799962SQ201310522756
【公開(kāi)日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2013年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月1日
【發(fā)明者】和田學(xué), 中島肇 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社